理解狭义相对论基本原理洛仑兹变换.PPT

* 课程指导课 6 第3章 相对论基础 §1 经典力学相对性原理与时空观 §2 狭义相对论基本原理 §3 狭义相对论的时空观 §4 洛仑兹变换 速度变换 §5 相对论动力学基础 教师：郑采星 大学物理 基本要求 教学基本内容、基本公式 第3章 相对论基础 理解经典力学的相对性原理，伽利略变换。理解狭义相对论基本原理。洛仑兹变换。理解狭义相对论时空现（同时的相对性、运动物体长度缩短、时间膨胀）。理解质量和速度的关系，质量和能量的关系。会计算有关简单问题。 1. 狭义相对论的基本原理 光速不变原理：对真空中的任何惯性参考系，光沿任意方向的传播速度都是c. 相对性原理：所有物理规律在任何不同的惯性参考中形式相同。 2. 狭义相对论的时空观 爱因斯坦认为，时间和长度的测量是相对的，即时间和长度的测量要受到测量对象和观察者之间的相对运动的影响，运动要影响测量．这反映出空间、时间与物质的运动有着不可分割的联系。 在数学上跟相对论时空观相对应的时空坐标变换式为洛仑兹变换。 3. 洛仑兹变换、速度变换式 4. 动尺收缩、动钟变慢 5. 相对论质量 6. 相对论动量 7.质能关系 以速度v 运动、相应质量为m的物体总能量 8.物体的动能 物体处于静止状态时，物体也蕴涵着相当可观的静能量。 1.在某地发生两件事，与该地相对静止的甲测得时间间隔为4秒，若相对甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5秒，则乙相对甲的运动速度是（C表示光速）： （A）（4/5）C （B）（3/5）C （C）（1/5）C （D）（2/5）C [ ] B 2. 一观察者测得一沿米尺长度方向匀速运动着的米尺的长度为0.5m，则此米尺以速度v = ______ m·s -1 接近观察者。 例: 一飞船和慧星相对于地面分别以0.6c和0.8c速度相向运动，在地面上观察，5s后两者将相撞，问在飞船上观察，二者将经历多长时间间隔后相撞？ 讨论题 教材 例题: 3.4 练习册计算题 第4 题 讨论 例: 一飞船和慧星相对于地面分别以0.6c和0.8c速度相向运动，在地面上观察，5s后两者将相撞，问在飞船上观察，二者将经历多长时间间隔后相撞？ 解答一: 两者相撞的时间间隔Δt = 5s是运动着的对象（飞船和慧星）发生碰撞的时间间隔，因此是运动时．在飞船上观察的碰撞时间间隔?t?是以速度v = 0.6c运动的系统的静止时，根据时间膨胀公式 可得时间间隔为 关键： 解答二： 选择两个参照系：地、飞船 事件1：飞船到(地)x1 事件2：彗星到 (地) x2 事件3: 飞船和彗星在(地)x3 处相撞 地： 事件1、2在t0时同时发生，事件3在t1时发生。 飞船： 3个事件发生的时间分别为： x x? y o y? u o? 飞船 x1 x2 v x3 t0 t0 t1 解答三 地： 飞船： 飞船看彗星的速度 x x? y o y? u o? 飞船 x1 x2 v x3 t0 t0 t1 (地)在t0时同时观察到彗星和飞船，但(飞船)两事件不同时。 （飞船）：彗星已经向飞船运动了5.25s，到了x4 x4 *